Vis enkel innførsel

dc.contributor.authorDoseth, Beritnb_NO
dc.date.accessioned2014-12-19T14:18:29Z
dc.date.available2014-12-19T14:18:29Z
dc.date.created2012-07-10nb_NO
dc.date.issued2012nb_NO
dc.identifier540420nb_NO
dc.identifier.isbn978-82-471-3440-5nb_NO
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11250/263523
dc.description.abstractProsessering av genomisk uracil i menneske og mus Grunnlaget for alt liv ligger i arvestoffet vårt, DNA. Den genetiske informasjonen overføres nærmest uendret gjennom generasjoner til tross for at DNA-molekylet er kjemisk ustabilt. Det kan skades både av indre cellulære prosesser, og fra ytre faktorer som kjemikalier og stråling. Dette resulterer i opptil 100 000 DNA-skader i hver celle hvert døgn. Skader som ikke blir reparert kan gi opphav til mutasjoner, arvelige sykdommer, tidlig aldring og kreft. Levende celler er imidlertid utstyrt med flere effektive DNA-reparasjonsmekanismer som kan korrigere skadene før de etableres som mutasjoner. Flere av disse mekanismene er essensielle for organismens overlevelse. Base-eksisjonsreparasjon (BER) er en flertrinns prosess hvor mange enzymer samarbeider for å reparere baseskader eller unormale baser i DNA. Normalt inneholder DNA basene adenin, guanin, cytosin og tymin. Basen uracil kan imidlertid forekomme ved at uracil feilinkorporeres under DNA kopiering (replikasjon) i stedet for tymin. I tillegg kan uracil dannes ved at cytosin mister en aminogruppe (deaminering). Uracil-DNA glycosylasene UNG2, SMUG1 og TDG er enzymer som fjerner uracil i DNA og initierer BER i cellekjernen slik at korrekt basesekvens kan gjenopprettes. I B-celler deamineres cytosin til uracil i enkelttrådig DNA (ssDNA) av enzymet AID. Dette skjer i immunoglobulin (Ig) genene for å initiere modning av antistoffer. AID-indusert uracil fjernes av UNG2. I stedet for normal reparasjon starter imidlertid en kontrollert mutagen prosess som resulterer i diversifisering av Ig-genene via somatisk hypermutasjon og klasseskift-rekombinering. B-celler begynner da å produsere antistoffer med økt affinitet for fremmedstoffer i kroppen og nye antistoff-klasser med endret beskyttelsesfunksjon. Dette er en del av vår ervervede immunitet for å bekjempe infeksjoner. Genmodifiserte musemodeller brukes ofte når man studerer funksjoner til enzymer involvert i uracil-DNA reparasjon og ervervet immunitet, men eventuelle artsforskjeller mellom menneske og mus er ikke kartlagt. I artikkel I undersøkte vi aktivitetsnivå og mengder av UNG2, SMUG1 og TDG i ulike cellelinjer fra menneske og mus. Vi fant at den totale kapasiteten til å fjerne både feilinkorporert uracil og deaminert cytosin er større i humane celler enn i celler fra mus fordi nivået av UNG er høyere. Bidraget fra SMUG1 i total utkutting av deaminert cytosin ble funnet å være 50% i celler fra mus, men mindre enn 1% i humane celler. Disse artsforskjellene er viktige å ta i betraktning når man bruker musemodeller for å studere reparasjon av genomisk uracil og prosessering av uracil i adaptiv immunitet. Videre observerte vi at aktiviteten av UNG og SMUG1 i primære B-celler som var stimulert til klasseskifte-rekombinering var på samme nivå som i cellelinjene fra mus. Dette viser at begge glykosylasene er uttrykt og kan fjerne deaminert cytosin fra DNA i aktiverte B-celler. Mens normal reparasjon av uracil krever dobbelttrådig DNA (dsDNA) vet man ikke om AID-indusert uracil i Ig-genene fjernes fra ssDNA eller dsDNA. SMUG1 kan ikke erstatte UNG2 ved mutagen prosessering av uracil i Ig-genene, men årsaken til dette er ukjent. I artikkel II viste vi at UNG2 fra både menneske og mus har egenskaper som gjør den velegnet for mutagen prosessering av AID-indusert uracil i ssDNA, mens SMUG1 mangler disse egenskapene. Denne forskjellen i substratpreferanse mellom glykosylasene kan være avgjørende for om uracil repareres eller prosesseres mutagent. En viktig funksjon til UNG2 er reparasjon av feilinkorporert uracil. PCNA og RPA er to multifunksjonelle proteiner som trolig bidrar i rekrutteringen av UNG2 til regioner med henholdsvis dsDNA og ssDNA. En heterozygot arvelig sekvensvariant i det humane UNG genet, og som gir aminosyresubstitusjonen Arg88Cys (UNG2- R88C), er funnet i en pasient med en bestemt type immunsvikt (HIGM). I tillegg er den samme varianten rapportert hos en pasient med kolorektal kreft. En eventuell funksjonell sammenheng mellom denne varianten og pasientenes sykdomstilstand er imidlertid ikke kjent. Ved å analysere UNG2-R88C substitusjonen, samt andre mutasjoner i bindingsmotivet for RPA og PCNA, fant vi at R88C-substitusjonen opphever binding av UNG2 til RPA. Videre fant vi at PCNA er essensiell for rekrutteringen av UNG2 til steder i cellekjernen hvor normal replikasjon foregår. I celler utsatt for genotoksisk stress er derimot RPA viktig for å rekruttere UNG2 til ”arresterte” replikasjonsgafler. Dette skyldes sannsynligvis at det her vil dannes lengre strekk av ssDNA når replikasjon er blokkert. Disse resultatene kan tyde på at interaksjon med PCNA kontra RPA utgjør en funksjonell redistribuering av UNG2 ved genotoksisk stress. I sum har dette arbeidet bidratt til bedre forståelse av de biologiske egenskapene til uracil-DNA glykosylaser i menneske og mus. Dette har gitt ny innsikt i hvordan uracil prosesseres i ulike genomkontekst.nb_NO
dc.languageengnb_NO
dc.publisherNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Det medisinske fakultet, Institutt for kreftforskning og molekylær medisinnb_NO
dc.relation.ispartofseriesDoktoravhandlinger ved NTNU, 1503-8181; 2012:83nb_NO
dc.relation.ispartofseriesDissertations at the Faculty of Medicine, 0805-7680; 539nb_NO
dc.titleProcessing of genomic uracil in man and mousenb_NO
dc.typeDoctoral thesisnb_NO
dc.contributor.departmentNorges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Det medisinske fakultet, Institutt for kreftforskning og molekylær medisinnb_NO
dc.description.degreePhD i molekylærmedisinnb_NO
dc.description.degreePhD in Molecular Medicineen_GB


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel